用于生产和加工预制件（１ｐ、１ｓ）的方法，所述方法包括：初步加工阶段，在该阶段中，二氧化硅颗粒（５ａ；５ｂ）被供给到石英管（１１）的内部空间（１１０）中，以获得未加工预制件（１ｐ，１ｓ），其中所述石英管（１１）具有开口的上端和封闭的下端（１１１）；以及，包括最终加工阶段，在该最终加工阶段中，石英管（１１）的内部空间（１１０）封闭，产生减小压力的状况，对所述未加工预制件（１ｐ，１ｓ）利用最终加工温度进行加热，以熔合石英管（１１）和二氧化硅颗粒（５ｂ）。根据本发明专利技术，对进入内部空间（１１０）的二氧化硅颗粒（５ａ；５ｂ）在初步加工阶段期间利用中间加工温度进行热处理，所述中间加工温度处在二氧化硅颗粒的熔点之下。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于生产和加工初级、二级或者更高级的预制件的方法，以及涉及这样的预制件和从所述预制件拉制出的光纤。
技术介绍
光纤(例如当前用在超高速数据通信网络中的光纤)的制造在 Mool C. Gupta 的 Handbook of PHOTONICS, CRC Press, 1997 Boca Ration 中的第 10. 7 章、第 445-449 页中进行了描述。光纤制造的主要加工步骤是制造预制件，从所述预制件拉制出光纤，以及对光纤涂覆以保护光纤免受装卸搬运和环境影响的材料。在拉制过程中，所述预制件从上面供给到炉子的拉制部分中，同时使用牵引器从底部进行拉制。然后所述光纤缠绕到滚筒上，同时对拉伸强度进行监测。在拉制期间的温度典型地在2000 °C的范围中。在离开炉子之后，并且在光纤被缠绕在滚筒上之前，该光纤被涂覆以可UV固化的涂层。根据，基本上存在三种方法来形成预制件或者毛坯件。改进的化学气相沉积工艺(MCVD )、外部气相沉积工艺(OVD )和蒸气轴向沉积工艺(VAD )。在,US 2007/214841 Al 中以及在 WO 2005/102947 Al 中，描述了另外一种用于生产和加工预制件的方法。根据该方法，初级预制件被插入到石英管中。然后，保留在石英管中的自由空间被填充以二氧化硅颗粒。接着，在封闭的石英管的内部空间中产生压力减小的状态，例如利用将初级预制件和石英管保持对齐的邻接件(adjoiner)。然后，将组装的未加工的二级预制件(即具有初级预制件和二氧化硅颗粒的石英管)利用在2100°C 至2250°C的范围中的温度进行处理。结果，二氧化硅颗粒熔化并熔合至初级预制件，这样就在初级预制件上形成从头到尾包覆的层。在此加工阶段期间，光纤可以同时从所获得的二级预制件拉制。可选地，二级预制件可以完全被加工、冷却以及转送到另一位置，在该另一位置处执行拉制工艺。所描述的方法有利地允许生产被设计用于拉制传统光纤或者光子晶体光纤的预制件。在, R. Renner-Erny, L. Di Labio 等的"A novel Technique for active fibre production，，，OPTICAL MATERIALS, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS B. V. AMSTERDAM, NL, no. 29，第919-922页中，公开了利用对和中公开的方法的修改可以生产激活光纤装置。根据该方法，形成光纤预制件的未来芯部区域的石英玻璃管被填充以Si02、Nd和Al的粉末混合物。该管安装在形成未来包覆层的更大的管的中心内。两个管之间的空的空间被填充以二氧化硅(SiO2)粉末。在预加热之后，将抽真空的预制件被拉制成光纤。根据，通过在一个小时期间的抽真空和以1400°C的温度进行加热的准备步骤，执行干燥过程。在, L. Di Labio 等的“Broadband emission from a multicore fiber fabricated with granulated oxides”， APPLIED OPTICS, 0SA, OPTICAL SOCIETY OF AMERICA, WASHINT0N, DC, Vol. 47，no. 10，第 1581-1584 页中，公开了利用对和中所公开的方法的进一步修改，可以生产具有七个芯部的光纤，每个芯部从混合有稀土氧化物的颗粒状二氧化硅来制造。同样在中，推荐抽真空和在1400°C温度下加热的准备步骤。根据，所应用的二氧化硅颗粒是根据所制造的光纤的期望特性而选择的合成二氧化硅粉末。期望的是，例如可以施加更大的拉力，同时减小在拉制工艺过程中让光纤断裂的危险。利用中公开的方法，相比于传统方法，能够以显著减少的成本制造高品质的光学预制件。然而，已经发现该方法是存在风险的。因为应用了薄壁的石英管，所以一直存在断裂的风险，尤其是在熔化二氧化硅颗粒的加工步骤期间。但是，已经填充有二氧化硅颗粒的玻璃管的断裂典型地发生在到达熔点之前，其中被加工的材料软化。断裂将典型地在和中所描述的准备步骤期间发生，其中为了干燥的目的，施加了大约1400°C的高温。因此，要注意的是，具有选择特性的二氧化硅颗粒被应用以避免所描述的问题，但是这再次导致了成本的增加。例如，已经将特定的非晶体的二氧化硅(而不是石英)用于该目的。因此，期望的是，提供一种改进的、用于制造预制件的方法，其涉及用颗粒填充石英管的步骤，所述颗粒被熔化以变成被制造的预制件的一部分。尤其期望提供一种这样的方法，其允许以显著降低的成本制造初级和二级预制件。进一步地，期望提供一种这样的方法，其允许使用具有更薄的壁的石英管，同时避免了断裂或破裂的危险，尤其是在熔化所述颗粒的步骤期间。进一步地，期望使用成本更低的二氧化硅颗粒，所述二氧化硅颗粒除了所需的纯度等级之外能够以减少的限制来选择。
技术实现思路
本专利技术的上述和其他目的通过根据权利要求1所述的方法、根据权利要求12所述的预制件、以及根据权利要求13所述的光纤来得以实现。涉及生产和加工预制件的创新方法包括两个主要的加工阶段。在初步加工阶段中，二氧化硅颗粒被供给到石英管的内部空间中，以获得未加工预制件，其中所述石英管具有开口的上端和封闭的下端。在最终加工阶段中，石英管的内部空间被封闭且抽真空。然后利用最终加工温度对所述未加工预制件进行加热，以熔合石英管和二氧化硅颗粒。根据本专利技术，在初步加工阶段期间对进入内部空间的二氧化硅颗粒利用中间加工温度进行热处理，所述中间加工温度位于二氧化硅颗粒的熔点之下。优选地，提供炉子以在填充过程期间跟随二氧化硅颗粒的填充水平，并且所述炉子对石英管和在所述填充水平的区域内的二氧化硅颗粒进行加热。利用这些措施，实现了下述效果中的至少一个。二氧化硅颗粒均勻地容纳在所述石英管的内部空间中。这样就避免了在劳动加工阶段期间可能导致石英管破裂的点状张力 (punctual tension)。因此，用户可以选择具有更薄壁的石英管，这样就实现了更高平均品质的预制件。如果需要的话，则可以利用减少的努力从预制件中去除从石英管得到的具有较低品质的材料。优选地，以这样的方式来选择中间温度，使得热处理导致二氧化硅颗粒从第一状态改变到第二状态，其中二氧化硅颗粒具有较低的材料密度，即更大的体积。为了该目的， 中间加工温度优选在大约576°C和1470°C的范围中选择。在二氧化硅颗粒包括具有材料密度大约为2. 65 g/cm3的三方α -石英的情况下， 那么优选地中间加工温度在576°C和870°C之间选择，使得α -石英转变成具有材料密度大约为2. 53 g/cm3的六方β-石英。在二氧化硅颗粒包括α-石英或者β-石英的情况下，那么优选地中间加工温度在870°C和1470°C之间选择，使得α-石英或者β -石英转变成具有材料密度大约为 2. 25g/cm3的六方β-鳞石英。进一步地，可以施加高于1470°C的中间加工温度，以便将具有α-石英、β-石英或者鳞石英的初始构造的二氧化硅颗粒转变成具有材料密度大致为2. 20 g/cm3的 β-方石英。由于热处理的缘故，二氧化硅颗粒被均勻地容纳在石英管的内部空间之内，且表现为维持足够长时间的低材料密本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于生产和加工预制件（１ｐ，１ｓ）的方法，包括：初步加工阶段，在所述初步加工阶段中，二氧化硅颗粒（５ａ；５ｂ）被供给到石英管（１１）的内部空间（１１０）中，以获得未加工预制件（１ｐ，１ｓ），其中所述石英管（１１）具有开口的上端和封闭的下端（１１１）；以及最终加工阶段，在所述最终加工阶段中，所述石英管（１１）的内部空间（１１０）封闭，产生压力减小的状况，对所述未加工预制件（１ｐ，１ｓ）利用最终加工温度进行加热，以熔合所述石英管（１１）和所述二氧化硅颗粒（５ｂ）；其特征在于：在所述初步加工阶段期间，对进入所述内部空间（１１０）的二氧化硅颗粒（５ａ；５ｂ）利用中间加工温度进行热处理，所述中间加工温度处在所述二氧化硅颗粒（５ａ；５ｂ）的熔点之下。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：F桑多茨，
申请(专利权)人：西里特克光纤公司，
类型：发明
国别省市：CH
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